城市地質(zhì)實踐教學路線內(nèi)容設(shè)計

李紅 齊露鷺 尹婧博

摘? 要：實踐教學是地學專業(yè)人才培養(yǎng)過程中的重要組成部分，城市地質(zhì)實習又是基礎(chǔ)認識實習中不可缺少的內(nèi)容。通過城市地質(zhì)實習，分析地質(zhì)地貌條件對城市空間形態(tài)的限制及對城市功能組團布局的影響程度，理解城市地質(zhì)與城鄉(xiāng)規(guī)劃相結(jié)合對促進城市可持續(xù)健康發(fā)展的意義，培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，使學生對城市地質(zhì)行業(yè)有更加全面的理解和認識。文章結(jié)合地學相關(guān)專業(yè)野外實踐教學需要，以吉林市為例，從宏觀、中觀和微觀三個層面，設(shè)計城市地質(zhì)環(huán)境與地貌特征對城市發(fā)展影響的野外教學觀察路線。具體內(nèi)容包括：宏觀上觀察地質(zhì)地貌條件對城市空間發(fā)展格局的影響;中觀上實地考察松花江階地及兩側(cè)丘陵地質(zhì)條件對城市功能組團的影響;微觀上深入理解城市工業(yè)點（區(qū)）選址的影響因素與限制條件。教學內(nèi)容既可以作為地質(zhì)學專業(yè)一年級基礎(chǔ)地質(zhì)認識實習教學路線，也可以作為地理科學專業(yè)三年級城市地理專業(yè)實習路線。

關(guān)鍵詞：城市地質(zhì);城市景觀;城市發(fā)展;實踐教學;吉林市

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）04-0108-04

Abstract： Practice teaching is an important part in the training process of geoscience professionals， and urban geology practice is the basic knowledge， the indispensable content of practice. The paper analyzes the restriction of geological and geomorphic conditions on urban spatial form and the influence degree of the group layout of urban functional through the practice of urban geology， to understand the significance of the combination of urban geology and urban-rural planning to promote the sustainable and healthy development of the city， which can cultivate students' engineering practice ability and innovation ability， and makes students have a more comprehensive understanding and awareness of the urban geology industry.Taking Jilin City as an example in combination with the field practice teaching of geology related majors， this paper designs the field teaching observation route of urban geological environment and geomorphological features and influences on urban development from the macro， meso and micro levels. The details include： on the macro level， we can observe the influence of geological and geomorphic conditions on urban spatial development pattern; on the meso level， we can investigate the influence of geological conditions of Songhua River terraces and hills on urban functional groups; on the micro level， we should deeply understand the influencing factors and constraints of urban industrial site （District） location. This route can be used not only as a teaching route for geology freshmen， but also as a professional practice route for grade three of geography science.

Keywords： urban geology; urban landscape; urban development; practice teaching; Jilin City

一、城市地質(zhì)認識實習在地學實踐教學中的位置

（一）野外實踐教學的重要性

野外實踐教學是地學相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]，是培養(yǎng)學生邏輯思維能力、理論聯(lián)系實際、了解國情、熟悉社會、提高思想政治素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平的重要形式，對于引導學生成才，推進一流學科建設(shè)，具有重要作用[2]。新時代背景下，野外實習不僅要使學生增強對地學知識的感性認知，還要增加地球科學與人類生存、社會發(fā)展相聯(lián)系的教學內(nèi)容，對傳統(tǒng)地質(zhì)實習內(nèi)容作進一步探索和發(fā)展[3]。

（二）吉林大學地質(zhì)學實踐教學內(nèi)容設(shè)置

吉林大學地質(zhì)學專業(yè)突出理工相結(jié)合的特色，以優(yōu)良的教學傳統(tǒng)、科學的實踐教學體系和豐富的實踐教學資源，培養(yǎng)掌握地質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)知識、基本理論、基本技能，具備從事地質(zhì)行業(yè)基礎(chǔ)研究、生產(chǎn)實踐、科技創(chuàng)新、行業(yè)管理等基本能力的高素質(zhì)地質(zhì)類專業(yè)人才。地質(zhì)學專業(yè)獨立實踐教學包括一年級認識實習（長春周邊）、地質(zhì)實踐技能培訓、二年級地質(zhì)教學實習（興城）、地質(zhì)填圖方法與技術(shù)、三年級專業(yè)實習、畢業(yè)實習及畢業(yè)論文寫作等環(huán)節(jié)，現(xiàn)有長春周邊、遼寧興城兩個穩(wěn)定的本科生實習基地。其中長春周邊地區(qū)地質(zhì)認識實習基地建于2000年，經(jīng)過20年野外調(diào)查及深入挖掘，已經(jīng)發(fā)展成為吉林大學重要野外實踐教學基地之一，是面向地質(zhì)學、地理科學、資源勘查工程（固體礦產(chǎn)勘查方向和石油與天然氣勘查方向）、土地資源管理專業(yè)建立的專業(yè)實習基地，具備完善的實踐教學體系，設(shè)有伊通火山群自然保護區(qū)旅游地學路線、營城子煤炭資源開發(fā)與環(huán)境保護路線、西營城河流地質(zhì)作用與沉積巖路線、松原王府河谷地貌與新構(gòu)造運動路線、四平山門巖漿巖及變質(zhì)巖路線、新立城侵入巖與地貌路線、四平石嶺地層構(gòu)造與風化路線、四平山門銀礦路線、雙陽油氣資源開發(fā)路線、吉林市區(qū)城市地質(zhì)教學路線以及豐滿水庫工程地質(zhì)教學路線等固定實習路線11條，實習內(nèi)容涵蓋外動力地質(zhì)作用的風化作用、地面流水地質(zhì)作用、下坡運動及產(chǎn)物，內(nèi)動力地質(zhì)作用的巖漿作用、變質(zhì)作用、構(gòu)造運動及產(chǎn)物，固體礦產(chǎn)，油氣資源，城市地質(zhì)，工程地質(zhì)，旅游地質(zhì)，環(huán)境地質(zhì)以及災害地質(zhì)等諸多方面。

（三）城市地質(zhì)認識實習的主要內(nèi)容與作用

城市地質(zhì)認識實習可增加地學野外實踐教學環(huán)節(jié)的知識性與趣味性，使學生深刻理解傳統(tǒng)地學與城市規(guī)劃相結(jié)合的意義，可以解決城市發(fā)展的重要實際問題，進而明確學習地質(zhì)學，不僅可以服務(wù)于傳統(tǒng)地學研究領(lǐng)域，也可以在城市地質(zhì)調(diào)查、城市規(guī)劃等領(lǐng)域大有作為，增加專業(yè)學習信心與動力，提高野外實踐教學成效，完成實踐教學實習內(nèi)容，培養(yǎng)新興交叉學科人才。城市地質(zhì)教學實習是吉林大學地質(zhì)學專業(yè)一年級長春周邊認識實習的教學內(nèi)容之一，主要針對城市地質(zhì)對城市發(fā)展、城鄉(xiāng)規(guī)劃影響展開的實踐教學路線的內(nèi)容安排，目的是使學生深入理解發(fā)揮城市地質(zhì)調(diào)查工作的先行性與基礎(chǔ)性作用，為城市防災減災、城市規(guī)劃以及城鄉(xiāng)可持續(xù)發(fā)展提供強有力的基礎(chǔ)與保障。吉林市位于東北長白山區(qū)向松嫩平原過渡地帶，中心城市四面環(huán)山，三面環(huán)水，低山丘陵地貌，自然環(huán)境優(yōu)越。松花江與周圍群山對吉林市城市空間形態(tài)的演變過程發(fā)揮著重要作用，從實習地點、地質(zhì)地貌實習資源與素材方面，均是吉林省內(nèi)城市地質(zhì)環(huán)境影響城市發(fā)展教學路線的理想之選。

二、吉林市地質(zhì)地貌概況

（一）吉林市地理位置

吉林市下轄昌邑區(qū)、船營區(qū)、龍?zhí)秴^(qū)、豐滿區(qū)等4個區(qū)、1個縣（永吉縣）、代管4個縣級市（舒蘭市、磐石市、蛟河市、樺甸市），總面積27 120 km2，建成區(qū)面積189.04 km2，戶籍人口411.6萬人，城鎮(zhèn)人口218.1萬人，城鎮(zhèn)化率53%。吉林大學地質(zhì)學專業(yè)認識實習在吉林市的教學路線包括市區(qū)內(nèi)部城市地質(zhì)教學路線、北山花崗巖風化觀察路線、豐滿水庫大壩工程地質(zhì)教學路線，其中城市地質(zhì)教學路線位于吉林市區(qū)內(nèi)部，主要包含昌邑區(qū)、船營區(qū)、龍?zhí)秴^(qū)、豐滿區(qū)的沿松花江地區(qū)。吉林市區(qū)位圖如圖1所示。

（二）吉林市地質(zhì)環(huán)境

吉林市坐落于第二松花江中游河谷盆地內(nèi)，盆地海拔180～200 m，松花江大斷裂形成于華力西晚期，呈北西-南東向延伸。第二松花江自東南向西北呈倒“S”型流經(jīng)市區(qū)，一級階地相對高度10 m左右，為吉林市建筑主要坐落部位，表層為第四紀沖積物，高階地相對高度20～40 m，多切割成緩坡崗梁狀。階地周圍環(huán)繞丘陵和低山，海拔260～1 000 m，北山、龍?zhí)渡?、長蛇山及小團子山合稱吉林市四大名山。河谷平原沉積了較厚的松散沉積物，厚度一般為6～12 m，地耐力一般為9～29 t/m2，地質(zhì)基礎(chǔ)比較穩(wěn)定，吉林市區(qū)奧陶系以來各時代的地層均有出露[4]。吉林北山花崗巖中節(jié)理和斷層十分發(fā)育，產(chǎn)狀多變，并可以見到脈巖充填在斷裂中的現(xiàn)象，除部分是巖漿巖的原生節(jié)理外，大部分是構(gòu)造運動形成的斷裂。

（三）吉林市地貌特征

地貌條件直接影響著城市的分布位置、平面結(jié)構(gòu)和空間布局，地貌類型主要影響各項建設(shè)用地的選擇和建筑物的穩(wěn)定性。吉林市的區(qū)域自然地理條件有兩大特點，其一是長白山區(qū)與松嫩平原的過渡帶，其二是松花江由山區(qū)進入平原的流經(jīng)點。從整體地貌上看，四周環(huán)山，松花江在其中蜿蜒而過，進而沿松花江流向形成南北縱向的河谷平原。松花湖地區(qū)自海西運動以后，由于地殼斷裂，大量巖漿上涌，形成大批侵入花崗巖，陸地一直趨于抬高，到第三紀有大量玄武巖噴出，形成準平原。第四紀陸臺逐漸被河水侵蝕切割，上覆一層厚厚的沉積物，組成多為沙礫和黃土狀黏土。地球內(nèi)外力的完美結(jié)合，造成現(xiàn)在的山地和河谷。境內(nèi)地形起伏較大，相對高差上百米[5]。由于不同時期的大地構(gòu)造運動，以及江河的侵蝕、剝蝕和堆積形成的流水地貌，地勢由東南向西北逐漸降低，形成中山山區(qū)-低山丘陵區(qū)-峽谷湖泊區(qū)-河谷平原區(qū)四大地貌景觀，平均海拔196 m。吉林市區(qū)遙感影像如圖2所示。

（四）地質(zhì)環(huán)境對城市發(fā)展的影響

地貌、地質(zhì)、水文和氣候等自然環(huán)境條件與城市規(guī)劃、城市建設(shè)用地的使用有著密切關(guān)系[6-7]。地貌條件直接影響著城市的產(chǎn)生、城市形態(tài)以及城市功能區(qū)布局格局;地面高程及地勢高差，是城市規(guī)劃中對城市制高點利用、城市用地豎向規(guī)劃、城市地面排水及防洪防澇等方面必須要考慮的因素;地基承載力、地下水以及地震、滑坡、崩塌等城市地質(zhì)條件還會影響到各項建設(shè)用地的選擇以及建筑物的穩(wěn)定性[8-9]?？梢?，地質(zhì)條件和地貌特征是城市規(guī)劃設(shè)計中不可或缺，必須要考慮的必要因素[10]。

城市內(nèi)部及周邊的地表水資源，例如江河湖泊等自然水體，不僅是城市居民生產(chǎn)生活所需的重要水源，同時承擔著調(diào)節(jié)小氣候、稀釋污水、排除雨水等生態(tài)功能。但某些地區(qū)由于局地水文條件限制，會給城市發(fā)展帶來不利影響。因此在進行城市規(guī)劃、城市工程選址甚至在城市建設(shè)實施過程中，都非常有必要對水體的流量、流速、水位等水情要素資料進行調(diào)查分析。

三、城市地質(zhì)教學內(nèi)容設(shè)計

（一）教學目的

1. 了解吉林市城市空間形態(tài)及各功能組圖的空間分布，分析地貌、地質(zhì)、水文、氣候特征對吉林市城市建設(shè)的影響，使學生對城市地質(zhì)行業(yè)有更加全面的理解和認識。

2. 通過野外實習與觀察，理解城市地質(zhì)與城鄉(xiāng)規(guī)劃相結(jié)合促進城市（區(qū)域）可持續(xù)健康發(fā)展的意義，培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

（二）教學路線內(nèi)容設(shè)計

1. 北山頂觀察點——從宏觀上觀察地質(zhì)地貌條件對城市形成與空間發(fā)展格局的影響

在實習過程中，采用講授法與觀察法相結(jié)合的教學方法，要求學生站在北山之上鳥瞰吉林市，結(jié)合區(qū)域遙感影像與城市總體規(guī)劃圖，觀察吉林市的地形、市區(qū)分布及城市規(guī)劃特征，引導學生分析地質(zhì)、地貌、水文和氣候等自然條件對吉林市城市規(guī)劃和建設(shè)用地使用的影響，觀察松花江、牛軛湖和階地的分布及其與城市形成發(fā)展之間的關(guān)系，了解河流側(cè)蝕作用及地殼運動與河流地質(zhì)作用的關(guān)系。

300多年以來，吉林市城市發(fā)展一直以松花江作為城市中軸，以四周群山作為天然屏障，城市空間發(fā)展格局以及整個城市形態(tài)演變，均遵循沿江發(fā)展的自然展布狀態(tài)，既有對歷史的傳承，也是城市功能選擇的必然。城市擴展過程可以分為古城（點）-沿江（帶）-跨江（組團）三個階段[11]。吉林市古城東有龍?zhí)渡?，西有小白山，南有朱雀山，北有玄天嶺，形成“左青龍，右白虎，前朱雀，后玄武”之勢[4]。古城所在的松花江上游北岸，屬松花江河谷盆地，由于東西均有山體阻隔，基本沒有擴展空間，長時間以來城市發(fā)展一直以緩慢地向東側(cè)和西南方向發(fā)展為主，新中國成立之前松花江和鐵路成為城市空間向外拓展的雙重“門檻”。直至新中國成立后城市順利實現(xiàn)跨江發(fā)展，新建的哈達灣工業(yè)區(qū)和江北工業(yè)區(qū)位于松花江下游河谷平原的東西兩岸，至此沿江狹長城市的空間形態(tài)得以形成，吉林市城市空間發(fā)展格局發(fā)生重大轉(zhuǎn)變。松花江兩岸成為城市景觀、生態(tài)和文化建設(shè)的重點地帶。

2. 松花江邊——從中觀上考察階地及兩側(cè)丘陵地質(zhì)條件對城市功能區(qū)影響

教師帶領(lǐng)學生沿松花江邊步行，采取實地考察法與講授法相結(jié)合的教學方法?？疾爝^程中教師結(jié)合沿途所見展開講解，學生結(jié)合實地所見質(zhì)疑問難，深入理解地質(zhì)地貌等自然要素與城市特色景觀之間的密切關(guān)系，要求學生細心觀察、做好記錄，考察結(jié)束后根據(jù)教師講解和實地考察過程，寫出總結(jié)報告，將感性認識升華為理性知識。

吉林市城市功能組團分布模式，與人類活動對松花江的利用與感知程度密切相關(guān)，現(xiàn)已形成南部文化科技區(qū)，中部生活、商業(yè)區(qū)，北部工業(yè)區(qū)的整體布局。三個功能組團均發(fā)育在沿松花江狹長的一級階地上，周圍丘陵和山地成為城市向外圍擴展的屏障[12]。其中，江北地區(qū)主要布局工業(yè);中部地塊相對較大，由南北狹長的長方形和一個扇環(huán)形組成，起到了承接江南、江北兩岸，并構(gòu)筑整體城市形態(tài)的重要作用，是城市發(fā)展中心，容納著居住、商業(yè)、服務(wù)業(yè)、城市公共空間等活動用地，是混合型城市功能區(qū);江南地塊主要布局科技、文化、會展等朝陽產(chǎn)業(yè)，對松花江的自然景觀、公共開放空間、城市綠地等方面有強烈要求，并且對城市生態(tài)環(huán)境影響較弱[12]。

3. 江北工業(yè)區(qū)——微觀尺度理解工業(yè)區(qū)選址的影響因素與限制條件

實習過程中，結(jié)合吉林市遙感影像與城市總體規(guī)劃圖，教師可采用講授法與討論法相結(jié)合的教學方法，與學生就城市工業(yè)區(qū)選擇必須要考慮的因素展開討論，學生以小組為單位，各抒己見，不僅可以激發(fā)學生的學習興趣，還能深入理解吉林市江北工業(yè)區(qū)選址的必然性。

作為北方重要的化工城市，如何布局城市工業(yè)用地對吉林市城市發(fā)展尤為重要?？梢哉f，吉林市空間形態(tài)布局的跨江發(fā)展主要問題集中在工業(yè)用地的選擇和分布上。選擇江北地區(qū)布局工業(yè)，從吉林市所處自然地理環(huán)境而言，存在著一定的必然性。首先，從生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境保護角度，江北處于松花江區(qū)段的下游，同時也處于吉林市主導風向的下風向，江北地區(qū)是吉林市跨江發(fā)展工業(yè)的首選用地;其次，從松花江穿越市區(qū)形成的地塊形態(tài)來看，江北地勢相對平坦，而且存在大規(guī)模可供工業(yè)開發(fā)的城市用地;最后，化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要充足的水源保證，生產(chǎn)污水亦需有合適的排放渠道，化工產(chǎn)業(yè)選址不能遠離松花江。因此，位于松花江下游的江北地塊，是吉林市工業(yè)區(qū)位的理想選擇[13-14]。吉林市總體規(guī)劃圖如圖3所示。

四、結(jié)束語

野外地質(zhì)實習與考察是高校地學專業(yè)人才培養(yǎng)過程中不可缺少的重要組成部分，作為課堂教學的延續(xù)，是培養(yǎng)學生科學世界觀、人生觀、價值觀的重要渠道，可以讓學生掌握地學基本理論與研究方法，也是進一步豐富大學生知識領(lǐng)域、激發(fā)學生學習興趣的重要手段。吉林市是北方山水城市的典型代表，城市形成發(fā)展過程、城市空間結(jié)構(gòu)、城市功能組團、城市工業(yè)區(qū)位選址均受到地質(zhì)環(huán)境條件的限制或影響，加上周邊松花江河谷地貌、豐滿大壩水利工程選址等，是理想的地質(zhì)學教學路線。具體到吉林市城市地質(zhì)與城市發(fā)展的教學路線，要達到的教學目標包括：認識吉林市的地質(zhì)概況與城市發(fā)展歷史;深入理解地質(zhì)地貌環(huán)境因素對城市形成發(fā)展的影響，體會自然要素與城市特色景觀之間的密切關(guān)系;掌握城市工業(yè)區(qū)選址的影響因素與限制條件。在實習過程中，帶班老師可以根據(jù)專業(yè)和年級對實習內(nèi)容進行補充或調(diào)整。

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